管道攀爬機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及行走動(dòng)力特性分析.pdf

1、管道機(jī)器人普遍應(yīng)用在各種危險(xiǎn)的工作環(huán)境中代替人工作業(yè)，極大降低了人工檢測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)成本，應(yīng)用前景非常廣闊，因此逐漸成為工業(yè)機(jī)器人研究的熱門(mén)領(lǐng)域之一。
　　本文所研究的管道攀爬機(jī)器人是一種可在管道外表面自動(dòng)攀爬、具備轉(zhuǎn)彎過(guò)渡和一定越障能力，通過(guò)加裝相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備能對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)維修操作的新型機(jī)器人。
　　論文對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有管道攀爬機(jī)器人的應(yīng)用背景、技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和管道環(huán)境狀況做出了調(diào)查、分析和研究，論證和總結(jié)了管道攀爬機(jī)器人的研

2、究現(xiàn)狀，提出了一種輕型關(guān)節(jié)式管道攀爬機(jī)器人總體設(shè)計(jì)方案，并在行走動(dòng)力特性分析的基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要的研究工作如下：
　　1.研究管道攀爬機(jī)器人總體方案的可行性，確定了該攀爬機(jī)器人的攀爬步態(tài)可分為蠕蟲(chóng)式攀爬步態(tài)和翻轉(zhuǎn)式攀爬步態(tài)，并分別對(duì)機(jī)器人采用這兩種步態(tài)進(jìn)行攀爬的狀態(tài)、過(guò)程及越障能力進(jìn)行了分析與討論。
　　2.針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中管道環(huán)境狀況及檢測(cè)需求，設(shè)計(jì)了管道攀爬機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)分析和三

3、維實(shí)體建模。
　　3．基于ADAMS對(duì)管道攀爬機(jī)器人的攀爬過(guò)程進(jìn)行了仿真分析，確定在滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠的條件下，機(jī)器人攀爬的速度和各關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出力矩大小。
　　4.對(duì)管道攀爬機(jī)器人的手爪機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化建模與最優(yōu)化設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上確定了機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)的最優(yōu)尺寸及相關(guān)的爬行動(dòng)力參數(shù)。
　　5.制作管道攀爬機(jī)器人物理樣機(jī)并進(jìn)行爬行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了總體設(shè)計(jì)方案的可行性和仿真分析的有效性，也為今后攀爬機(jī)器人的進(jìn)一步研究